編輯推薦
本書是為適應電子科學技術的發展和21世紀高等教育人纔培養的需要,根據教學基本要求,總結多年的教學實踐,針對模擬電子技術課程學習的特點,為滿足學時較少情況下的需求而編寫的。力圖在內容體係、編寫體例、敘述風格等方麵有彆於其他教材,做到語言簡練,容易自學,具有係統性、科學性、啓發性、先進性和適用性。
內容簡介
本書是根據近年來電子技術的發展和豐富的教學實踐,針對模擬電子技術課程教學基本要求和學習的特點,編寫而成的。
主要內容包括:模擬電子係統簡介、集成運算放大電路及其基本應用、半導體二極管及其基本應用電路、晶體三極管及其基本放大電路、場效應管及其放大電路、集成運算放大電路、放大電路中的反饋、模擬信號的運算和濾波、信號的産生和變換、直流電源。本書配有光盤,主要內容包括MultisimV7使用手冊和本書大部分例題的仿真。
本書適用於作為高等院校電氣信息類各個專業和部分非電類專業的教科書,而且特彆適閤於學時較少的情況,也可作為工程技術人員的參考書。
內頁插圖
目錄
第1章 導言
1.1 電信號
1.1.1 什麼是電信號
1.1.2 模擬信號和數字信號
1.2 電子信息係統
1.2.1 模擬電子係統的組成
1.2.2 電子信息係統的組成原則
1.2.3 電子信息係統中的模擬電路
1.3 電子電路的計算機輔助分析和設計軟件介紹
1.3.1 概述
1.3.2 Pspice
1.3.3 MultisimV7
習題
第2章 集成運放及其基本應用
2.1 放大的概念和放大電路的性能指標
2.1.1 放大的概念
2.1.2 放大電路的方框圖及其性能指標
2.2 集成運算放大電路
2.2.1 差分放大電路的概念
2.2.2 集成運放的符號及其電壓傳輸特性
2.2.3 理想集成運放
2.2.4 理想運放兩個工作區域的特點
2.3 理想運放組成的基本運算電路
2.3.1 比例運算電路
2.3.2 加減運算電路
2.3.3 積分運算電路和微分運算電路
2.4 理想運放組成的電壓比較器
2.4.1 電壓比較器概述
2.4.2 單限比較器
2.4.3 滯迴比較器
習題
第3章 半導體二極管及其基本應用電路
3.1 半導體基礎知識
3.1.1 本徵半導體
3.1.2 雜質半導體
3.1 _3PN結
3.2 半導體二極管及其基本應用電路
3.2.1 半導體二極管的幾種常見結構
3.2.2 二極管的伏安特性
3.2.3 二極管的主要參數
3.2.4 二極管的等效電路
3.2.5 基本應用電路
3.3 穩壓二極管及其基本應用電路
3.3.1 穩壓二極管
3.3.2 穩壓管的基本應用電路
3.4 發光二極管及其基本應用舉例
習題
第4章 晶體三極管及其基本放大電路
4.1 晶體三極管
4.1.1 晶體管的結構及類型
4.1.2 晶體管的電流放大作用
4.1.3 晶體管的共射特性麯綫
4.1.4 晶體管的主要參數
……
第5章 場效應管及其基本放大電路
第6章 集成運算放大電路
第7章 放大電路中的反饋
第8章 信號的運算和濾波
第9章 波形的發生與變換電路
第10章 直流電源
前言/序言
為瞭適應電子科學技術的發展和21世紀高等教育人纔的培養,我們根據教學基本要求,總結瞭多年的教學實踐,針對模擬電子技術課程學習的特點,為滿足學時較少情況下的需求,編寫瞭這本教材。力圖在內容體係、編寫體例、敘述風格等方麵有彆於其它教材,做到語言簡練,容易自學,具有係統性、科學性、啓發性、先進性和適用性。
為達到上述目的,具體做法是:
一、第1章闡明模擬信號的特點、模擬電子係統的組成及各種模擬電路在係統中的作用。力圖使讀者從電子係統的角度瞭解全書所講述的模擬電路的功能,從而在麵對實際應用時能夠正確選擇閤適的電路。
二、針對模擬電子技術課程入門較難的特點,在第2章中,將集成運放作為基本電子器件,簡述其外特性,並在講述其基本應用的同時闡明對模擬信號的放大、運算、比較等基本處理電路,使讀者較快深入到實質性問題中去。
三、分散難點,循序漸進。在第3~5章中,均各以一類半導體器件及其基本應用電路劃分為一章,便於學習和掌握。在有足夠的基本知識的鋪墊下,第6、7章分彆講述集成運算放大電路和放大電路中的反饋。遵循“先基礎、後應用”的原則,第8、9兩章講述模擬信號的處理、轉換和産生等電路,第10章講述直流電源。
四、為瞭突齣教學基本要求,各章的開頭均給齣瞭本章的基本概念、基本電路與基本方法,使讀者學習目的明確,有利於自我檢查。
五、本書配備瞭足夠數量的例題和習題,力圖使其在難度上有層次,在題型上多樣化,在提問題的角度上具有啓發性,有利於讀者自學並提高分析問題和解決問題的能力。
六、本書配有光盤,內容為Multisim V7的使用說明和本書大多數例題的仿真,以利於讀者更深入地理解電子電路的基本原理,並學習和掌握電子電路先進的分析和設計方法。
本書由華成英主編。全書正文由華成英編寫,習題由葉朝輝編寫;葉朝輝還完成瞭光盤的製作。
由於我們的能力和水平所限,書中定有疏漏、欠妥和錯誤之處。懇請各屆讀者多加指正。
《模擬電子技術基礎》 內容簡介: 本書是麵嚮高等院校電子信息類及相關專業本科生編寫的經典教材,旨在係統、深入地闡述模擬電子技術的基本概念、原理、分析方法和設計技巧。全書以培養學生紮實的理論基礎、良好的工程實踐能力和創新意識為目標,內容涵蓋瞭模擬電子技術的核心內容,兼顧理論深度與工程實用性。 第一章 緒論 本章首先介紹模擬電子技術在現代科技中的地位和作用,引齣電路中信號的分類(模擬信號與數字信號),強調模擬信號處理的重要性。隨後,簡要迴顧電路理論的基礎知識,包括電路的基本定律(歐姆定律、基爾霍夫定律)、電路元件(電阻、電容、電感)的特性以及基本的電路分析方法(節點電壓法、網孔電流法)。最後,介紹模擬電子技術發展的曆史和未來趨勢,為後續內容的學習打下基礎。 第二章 半導體二極管及其應用 本章深入講解半導體二極管的基本結構、工作原理、伏安特性麯綫及其主要參數。重點闡述PN結的形成、單嚮導電性、反嚮擊穿等現象。在此基礎上,詳細介紹各種常用二極管的類型,如整流二極管、穩壓二極管(齊納二極管)、發光二極管(LED)、光電二極管等,分析它們的特性和適用範圍。 緊接著,本章將二極管的特性應用於實際電路,詳細講解二極管的幾種典型應用電路,包括: 整流電路: 半波整流、全波整流(帶中心抽頭的變壓器全波整流、橋式全波整流)及其濾波、穩壓(利用穩壓二極管)等性能分析與設計。 限幅電路: 單嚮限幅、雙嚮限幅電路的原理與設計,分析其對信號幅值的限製作用。 鉗位電路: 交流信號鉗位到某個直流電平的電路,分析其工作原理與實際應用。 二極管的開關特性: 探討二極管在正嚮導通和反嚮截止狀態下的應用,為後續晶體管的開關應用奠定基礎。 第三章 雙極型晶體管(BJT)及其放大電路 本章係統介紹雙極型晶體管(BJT)的結構、工作原理、輸入輸齣特性麯綫以及主要參數。深入分析PNP和NPN兩種類型的BJT,詳細闡述載流子在基區、發射區和集電區的作用,理解BJT的放大作用是如何産生的。 在此基礎上,重點講解BJT的基本放大電路的構成和工作原理,包括: 放大電路的組成: 明確放大電路的基本組成部分,即放大元件(BJT)、偏置電路、輸入輸齣耦閤元件。 偏置電路: 詳細介紹各種偏置方式,如定電阻偏置、固定偏置、分壓偏置、發射極反饋偏置等,分析它們的優缺點、穩定性分析(如溫度穩定係數),並指導讀者如何選擇閤適的偏置電路以獲得穩定的靜態工作點。 放大電路的分析: 介紹小信號模型(混閤-π模型、Г模型)和等效電路法,對不同偏置方式下的共射、共集、共基放大電路進行靜態和動態分析,計算電壓增益、電流增益、輸入電阻和輸齣電阻。 多級放大電路: 講解多級放大電路的級聯方式(阻容耦閤、直接耦閤、變壓器耦閤、變壓器耦閤),分析其優缺點,並討論多級放大電路的整體性能。 頻率響應: 探討放大電路在高頻和低頻段的性能變化,分析截止頻率的産生原因(耦閤電容、旁路電容、內部寄生電容)及其對放大電路帶寬的影響。 第四章 場效應管(FET)及其放大電路 本章介紹與BJT同為重要放大元件的場效應管(FET)。首先講解JFET(結型場效應管)和MOSFET(金屬-氧化物-半導體場效應管)的結構、工作原理、伏安特性麯綫以及主要參數。詳細闡述JFET的夾斷效應和MOSFET的增強型與耗盡型的工作模式,重點分析MOSFET的柵極輸入電阻為何極高。 隨後,本章將FET應用於放大電路的設計與分析,內容包括: FET放大電路的組成: 介紹FET放大電路的基本構成,與BJT放大電路進行對比。 偏置電路: 介紹JFET和MOSFET的各種偏置方式,如自偏置、固定偏置、分壓偏置等,分析靜態工作點的穩定性和選擇方法。 放大電路的分析: 介紹FET的小信號模型和等效電路法,對不同偏置方式下的共源、共柵、共漏(源極輸齣)放大電路進行靜態和動態分析,計算其增益和輸入輸齣電阻。 FET作為開關: 討論FET在高輸入電阻和開關特性的應用,為數字電路和功率電子電路打下基礎。 第五章 運算放大器(Op-Amp)及其基本應用 本章聚焦於應用極為廣泛的運算放大器(Op-Amp)。首先介紹理想運放的模型及其基本特性,如極高的開環電壓增益、極高的輸入電阻、極低的輸齣電阻、零的輸入失調電壓和電流。然後,介紹實際運放的參數及其對電路性能的影響。 接著,本章詳細講解運算放大器的基本應用電路,這些電路在信號處理、測量和控製係統中扮演著重要角色: 基本運算電路: 同相放大器: 實現信號的同相放大,增益由外部反饋電阻決定。 反相放大器: 實現信號的反相放大,增益由外部反饋電阻決定。 電壓跟隨器(緩衝器): 實現信號的跟隨,具有高輸入電阻和低輸齣電阻,用作阻抗匹配。 加法器: 實現多個輸入信號的加權求和。 減法器: 實現兩個輸入信號的差值放大。 積分器: 實現對輸入信號的積分運算。 微分器: 實現對輸入信號的微分運算(注意其穩定性問題)。 其他重要應用: 比較器: 比較兩個輸入信號的大小,輸齣為高或低電平。 滯迴比較器(施密特觸發器): 引入正反饋,提高抗乾擾能力,形成信號的整形功能。 有源濾波器: 利用運放實現低通、高通、帶通、帶阻等濾波功能,剋服無源濾波器的局限性。 信號發生器: 構成振蕩電路(如多諧振蕩器)産生特定波形的信號。 第六章 信號産生電路 本章深入研究各種能夠産生周期性波形的振蕩電路。首先闡述振蕩電路産生振蕩的必要條件(幅度條件和相位條件)。 隨後,詳細介紹幾種典型的振蕩電路: RC振蕩電路: 相移振蕩器: 利用RC網絡産生90°或270°的相移,如文氏橋振蕩器。 移相振蕩器: 通過多級RC移相網絡實現。 LC振蕩電路: 哈特萊振蕩器: 利用電感耦閤實現振蕩。 科瞭畢茲振蕩器: 利用電容分壓實現振蕩。 阿姆斯特朗振蕩器: 利用變壓器耦閤實現振蕩。 石英晶體振蕩器: 介紹石英晶體的壓電效應和等效電路,分析其高Q值和頻率穩定性的優勢,以及常見的晶體振蕩器電路。 多諧振蕩器(也常與第五章中的比較器結閤講解): 産生方波或脈衝信號,常用於定時和脈衝發生。 三角波/鋸齒波發生器: 利用運放和積分電路實現。 第七章 信號濾波與信號調理 本章關注模擬信號的預處理和增強,使其更適閤後續的處理和分析。 濾波器的分類與設計: 按頻率特性分類: 低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器。 按電路結構分類: 無源濾波器(RLC電路)和有源濾波器(利用運放、晶體管)。 濾波器設計原理: 介紹巴特沃斯、切比雪夫等幾種經典的逼近函數,以及它們在通帶和阻帶的特性權衡。詳細講解如何設計一階、二階等濾波電路,包括確定濾波器的截止頻率、增益等參數。 信號調理: 放大: 針對微弱信號的放大,介紹儀錶放大器等高精度、高共模抑製比的放大器。 衰減: 針對幅度過大的信號進行衰減。 綫性化: 補償傳感器或信號源的非綫性特性。 阻抗匹配: 確保信號在傳輸過程中能量損耗最小,避免反射。 隔離: 利用光電耦閤或變壓器等實現電路之間的電氣隔離,提高安全性。 第八章 功率放大器 本章專注於將信號的功率進行放大,以驅動揚聲器、電機等功率負載。 功率放大器的分類與特點: A類功率放大器: 工作在綫性區,失真小,效率低。 B類功率放大器: 工作在截止區,效率高,有交叉失真。 AB類功率放大器: A類和B類的摺衷,兼顧瞭失真和效率。 C類功率放大器: 工作在截止區,隻放大信號的峰值部分,效率最高,用於高頻功放。 基本功率放大電路分析: 詳細講解單端和推挽式功率放大電路的結構、工作原理、效率計算和失真分析。 集成電路功率放大器: 介紹常見的集成電路功率放大器(如LM386、TDA係列),分析其內部結構和應用電路。 散熱問題: 討論功率放大器在工作時産生的熱量以及散熱設計的重要性。 第九章 電源電路 本章介紹為各種電子設備提供穩定工作電壓的電源電路。 整流與濾波: 重溫前述的整流和濾波電路,強調其作為電源電路基礎的重要性,以及如何選擇閤適的濾波元件以減小紋波。 穩壓電路: 綫性穩壓電路: 串聯型穩壓電路: 利用調整管(三極管或MOSFET)與穩壓器件(如穩壓二極管、集成穩壓器)配閤實現。詳細講解集成穩壓器(如78xx、79xx係列、LM317)的工作原理和應用。 並聯型穩壓電路: 利用穩壓管和限流電阻實現。 開關型穩壓電路(DC-DC轉換器): 介紹其基本原理,如降壓型(Buck)、升壓型(Boost)、升降壓型(Buck-Boost)等,分析其高效率的優勢。 直流電源的保護: 討論過壓、過流保護等電路設計。 第十章 模擬電子綫路的集成與係統應用 本章將前述的各個模擬電子模塊進行整閤,展示它們如何在實際係統中協同工作。 傳感器信號采集係統: 介紹如何將傳感器(如溫度、壓力、光信號)的原始信號經過信號調理、放大、濾波等處理,最終轉換為便於微控製器或數字處理單元讀取的模擬信號。 音頻放大係統: 講解從前置放大器、音調控製、主功率放大器到揚聲器的完整音頻信號處理流程。 通信係統中的模擬電路: 簡要介紹模擬信號的調製(AM、FM)、解調等過程中的關鍵模擬電路。 測試測量儀錶: 探討示波器、信號發生器、數字萬用錶等常用測試儀器中包含的模擬電子技術。 係統設計流程與方法: 強調從需求分析、模塊劃分、電路設計、仿真驗證到實際調試的係統化設計思想。 光盤內容(CD-ROM) 隨書附帶的光盤包含豐富多樣的輔助學習資源,例如: 仿真軟件: 提供常用的電路仿真軟件(如PSpice, LTspice等)的試用版或相關教程,方便讀者對所學電路進行仿真驗證,加深理解。 實驗指導: 包含詳細的實驗項目,涵蓋本書中介紹的各個重要電路,提供實驗原理、實驗步驟、預期結果和注意事項,便於讀者進行動手實踐。 電路圖庫: 提供大量經典模擬電路的原理圖和PCB設計參考。 參考資料: 包含電子元器件手冊、數據手冊、技術文章等,供讀者進一步查閱。 習題解答與討論: 對書中部分重要習題提供詳細解答,並可能包含一些難點問題的討論。 本書力求將抽象的理論知識與實際的工程應用緊密結閤,通過大量的實例分析和電路圖示,幫助讀者建立直觀的理解。通過對本書的學習,讀者應能掌握分析和設計各類模擬電子電路的基本能力,為將來從事相關領域的學習和工作打下堅實的基礎。